备考2025届高考化学一轮复习讲义第八章水溶液中的离子反应与平衡第7讲沉淀溶解平衡考点1难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用

第7讲沉淀溶解平衡课标要求核心考点五年考情核心素养对接相识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用2024北京，T14；2024年6月浙江，T15；2024年1月浙江，T15；2024全国乙，T26；2024全国Ⅱ，T91.证据推理与模型认知：建立难溶电解质的沉淀溶解平衡模型，分析沉淀的溶解和生成，Ksp的相关计算。2.变更观念与平衡思想：能利用溶液中的离子反应和平衡，说明试验室、生产和生活中的问题；能基于沉淀溶解平衡移动规律，推想溶液中的平衡移动及其结果；能基于溶液中的离子反应和平衡，设计试验，解决问题；能从类别、氧化还原、水解等角度推想沉淀溶解平衡体系中可能存在的反应；能设计试验探究溶液中的离子反应和平衡问题有关Ksp的计算2024山东，T14；2024江苏，T17；2024湖北，T16；2024海南，T16命题分析预料1.结合盐类水解学问，分析微粒浓度的关系，沉淀的生成、转化等在实际生产、生活中的应用，运用金属离子的水解学问除去工艺流程中的相关杂质，是高考命题的热点。2.预料2025年高考在工艺流程中的除杂阶段仍会出现借助杂质离子形成沉淀的方法使杂质分别除去的问题设计，其中Ksp的相关计算是考查的热点相识思路考点1难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用1.沉淀溶解平衡（1）沉淀溶解平衡的建立难溶电解质沉淀溶解溶液中的离子（2）沉淀溶解平衡的特点逆、等、动、定、变（适用平衡移动原理）。2.影响沉淀溶解平衡的因素（1）内因：难溶电解质本身的性质。（2）外因：以AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq）ΔH＞0为例。外界条件平衡移动方向平衡后c（Ag＋）平衡后c（Cl－）Ksp上升温度[4]正向[5]增大[6]增大[7]增大加水稀释[8]正向[9]不变[10]不变[11]不变加入少量AgNO3（s）[12]逆向[13]增大[14]减小[15]不变通入HCl[16]逆向[17]减小[18]增大[19]不变通入H2S[20]正向[21]减小[22]增大[23]不变3.溶度积（1）溶度积和离子积（或浓度商）以MmAn（s）⇌mMn＋（aq）＋nAm－（aq）为例：溶度积离子积（或浓度商）概念沉淀溶解平衡的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc（或Q）表达式Ksp＝[24]cm（Mn＋）·cn（Am－）（浓度都是平衡浓度）Qc＝[25]cm（Mn＋）·cn（Am－）（浓度是随意浓度）应用推断确定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc[26]＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；②Qc[27]＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；③Qc[28]＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出（2）Ksp的意义留意阴、阳离子个数比不相同时，Ksp大的难溶电解质的溶解度不愿定大。（3）Ksp的影响因素Ksp只与难溶电解质的性质和[29]温度有关，而与沉淀的量、离子浓度无关。4.沉淀溶解平衡的应用沉淀的生成（1）调整pH法。通过限制溶液的酸碱性，可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶于水，再加入[30]氨水调整pH，可使Fe3＋生成Fe（OH）3沉淀而除去，发生的反应为[31]Fe3＋＋3NH3·H2OFe（OH）3↓＋3NH4＋（2）加沉淀剂法。加入适当沉淀剂，使某些金属阳离子转化为沉淀。以Na2S作沉淀剂处理工业废水中的金属离子Cu2＋、Hg2＋，发生的反应分别为[32]Cu2＋＋S2－CuS↓、[33]Hg2＋＋S2－HgS↓。（3）氧化还原法。变更某离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分别出来。例如将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的[34]Fe（OH）3沉淀而除去沉淀的溶解（1）酸、碱溶解法。如用盐酸溶解Cu（OH）2：[35]Cu（OH）2＋2H＋Cu2＋＋2H2O（填离子方程式）。（2）盐溶解法。如用NH4Cl溶液溶解Mg（OH）2：Mg（OH）2（s）⇌Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），[36]NH4＋＋OH－⇌NH3·H2O（3）配位溶解法。加入某试剂与溶液中的某种离子形成稳定协作物，使该离子的浓度减小。如溶解AgCl可加入NH3·H2O：[37]Ag＋＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]＋＋2H2O（填离子方程式）。（4）氧化还原溶解法。接受氧化性酸溶解金属硫化物（如CuS、HgS等）。如用稀HNO3溶解CuS：[38]3CuS＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋3S＋2NO↑＋4H2O沉淀的转化一般来说，若难溶电解质类型相同，则Ksp较大的沉淀[39]易转化为Ksp较小的沉淀。沉淀的溶解实力差别越大，越简洁转化。（1）锅炉除水垢除水垢[CaSO4（s）Na2CO3CaCO3（s）盐酸Ca2＋（aq）]反应为[40]CaSO4（s）＋Na2CO3（aq）⇌CaCO3（s）＋Na2SO4（aq）、[41]CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2（2）矿物转化ZnS（闪锌矿的主要成分）遇CuSO4溶液转化为CuS（铜蓝的主要成分）的反应为[42]ZnS（s）＋Cu2＋（aq）⇌CuS（s）＋Zn2＋（aq）（填离子方程式）1.易错辨析。（1）上升温度，沉淀溶解平衡确定正向移动。（✕）（2）室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。（✕）（3）难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解的方向移动。（✕）（4）分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤AgCl的损失量大于用盐酸洗涤AgCl的损失量。（√）（5）[全国Ⅲ高考]向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中c（Cl－）2.已知：Ksp（AgCl）＝1.8×10－10；Ksp（AgBr）＝5.0×10－13；Ksp（AgI）＝8.3×10－17。上述难溶电解质的溶解实力由小到大的依次为AgI＜AgBr＜AgCl。3.医学上用作钡餐的物质的化学式为BaSO4，BaCO3不能（填“能”或“不能”）用作钡餐，缘由是BaCO3浊液中存在沉淀溶解平衡BaCO3（s）⇌Ba2＋（aq）＋CO32－（aq），CO32－与胃液中的H＋反应，c（CO32－）减小，促进BaCO4.[2024海南改编]溶洞里有漂亮的钟乳石与石笋，形成钟乳石的化学方程式为Ca（HCO3）2⇌CaCO3＋CO2↑＋H2O。溶洞景区限制参观的游客数量，主要缘由之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其缘由钟乳石的主要成分是CaCO3，游客呼出的CO2气体可与CaCO3发生反应CaCO3＋CO2＋H2O⇌Ca2＋＋2HCO3－，且CO2和H2O反应生成的H＋又使平衡CaCO3（s）⇌Ca2＋（aq）＋CO325.写出下列反应的离子方程式。（1）[沉淀的生成]将H2S通入（CH3COO）2Pb溶液中：H2S＋（CH3COO）2PbPbS↓＋2CH3COOH。（2）[沉淀的转化][2024海南改编]AgCl悬浊液中滴加KI溶液至过量，白色沉淀全部转化为黄色沉淀：AgCl＋I－AgI＋Cl－。（3）[沉淀的溶解、转化]已知PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液：PbSO4＋2CH3COO－（CH3COO）2Pb＋SO42－6.[试验探究沉淀的转化]Mg（OH）2沉淀与Fe（OH）3沉淀的相互转化试验如图所示。（1）产生白色沉淀的化学方程式为MgCl2＋2NaOHMg（OH）2↓＋2NaCl。（2）白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式为3Mg（OH）2＋2FeCl32Fe（OH）3＋3MgCl2。研透高考明确方向命题点1沉淀溶解平衡的试验探究1.[高考组合]由下列试验事实或现象推出的相应结论正确的是（A）选项试验事实或现象结论A[天津高考改编]FeS溶于稀硫酸，而CuS不溶于稀硫酸Ksp（FeS）＞Ksp（CuS）B[江苏高考]向浓度均为0.05mol·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成Ksp（AgI）＞Ksp（AgCl）C[全国Ⅰ高考]将0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液，先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的大D[天津高考改编]向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液，生成黑色沉淀Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS）解析将CuS投入稀硫酸中，CuS存在沉淀溶解平衡，电离出的S2－的浓度很小，与H＋反应不能生成H2S气体，而将FeS投入稀硫酸中可以得到H2S气体，说明Ksp（FeS）＞Ksp（CuS），A项正确；因为I－、Cl－的浓度相等，所以先生成的沉淀的溶度积小，生成的黄色沉淀为AgI，则Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl），B项错误；对于组成类似（阴、阳离子个数比相同）的难溶电解质，溶度积大的易转化为溶度积小的，C项错误；欲验证Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），应向ZnS悬浊液中滴加CuSO4溶液，视察是否有黑色沉淀生成，而不是向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液，D项错误。命题拓展[变式拓展]下列说法正确的是（A）A.向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液，一支试管中产生黄色沉淀，另一支试管中无明显现象，说明Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl）B.室温下，向浓度均为0.1mol·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀，说明Ksp（BaSO4）＜Ksp（CaSO4）C.将稀硫酸与Na2S反应产生的气体不断通入AgNO3与AgCl的浊液中，白色沉淀渐渐变为黑色沉淀，说明Ksp（AgCl）＞Ksp（Ag2S）解析A项，依据题中描述可知黄色沉淀为AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有AgCl析出，证明Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl），正确。B项，BaSO4和CaSO4均为白色沉淀，依据该试验现象不能推断出二者的Ksp的相对大小，错误。C项，稀硫酸与Na2S反应可产生H2S，通入AgNO3与AgCl的浊液中，虽然白色沉淀变成黑色沉淀，但不断通入H2S时，c（S2－）增大，不能确定Ksp（AgCl）与Ksp（Ag2S）的相对大小，错误。技巧点拨Ksp大小的比较1.依据沉淀的先后依次推断Ksp大小。难溶物的类型相同时，用含等浓度的不同阳离子（或阴离子）的溶液滴定某溶液时，先沉淀者Ksp小。如：①向c（Cl－）＝c（Br－）的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，先出现淡黄色沉淀，则AgBr的Ksp比AgCl的小。②向c（Fe3＋）＝c（Al3＋）的混合溶液中滴加少量氨水，先出现红褐色沉淀，则Fe（OH）3的Ksp比Al（OH）3的小。③向c（Zn2＋）＝c（Cu2＋）的混合溶液中滴加少量Na2S溶液，先出现黑色沉淀，则CuS的Ksp比ZnS的小。2.依据沉淀转化推断Ksp大小。难溶物的类型相同时，向难溶物A的悬浊液中滴加少量某溶液，A沉淀转化为B沉淀，则B的Ksp比A的小。如向ZnS的悬浊液中加入CuSO4溶液，白色沉淀渐渐转化为黑色沉淀，则CuS的Ksp比ZnS的小。3.依据温度推断。一般温度上升，Ksp增大[Ca（OH）2的Ksp例外]。2.[北京高考]试验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是（B）A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq）B.滤液b中不含有Ag＋C.③中颜色变更说明AgCl转化为AgID.试验可以证明AgI比AgCl更难溶解析由试验现象和反应原理可知，浊液a为含有AgCl及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶液（含极少量的Ag＋、Cl－），白色沉淀c为AgCl，②中出现的浑浊为AgI，③中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的沉淀溶解平衡，A项正确；由选项A可知滤液b中含有Ag＋，B项错误；③中的黄色沉淀为AgI，是由AgCl电离出的Ag＋与I－结合生成的，C项正确；试验②和试验③均说明AgI比AgCl更难溶，D项正确。命题点2温度、浓度对沉淀溶解平衡的影响3.[海南高考]某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是（C）A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C.AgCl的溶解度减小，Ksp不变D.AgCl的溶解度不变，Ksp减小解析AgCl的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq），加入少量稀盐酸，c（Cl－）增大，沉淀溶解平衡向逆反应方向移动，AgCl的溶解度减小，但Ksp只与温度有关，故Ksp不变，C项正确。命题点3沉淀反应及其应用4.[2024全国乙]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了疼惜环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10－87.4×10－141.1×10－102.6×10－9确定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：金属氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3Pb（OH）2起先沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题：（1）在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为PbSO4（s）＋CO32－（aq）PbCO3（s）＋SO42－（aq），用沉淀溶解平衡原理说明选择Na2CO3的缘由该反应的K＝c（SO42－）c（2）在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，缘由是反应BaSO4（s）＋CO32－（aq）⇌BaCO3（s）＋SO42－（aq）的K＝c（S（3）在“酸浸”中，除加入醋酸（HAc），还要加入H2O2。（i）能被H2O